멜라토닌은 기억력 형성에 어떤 역할을 하나요?

멜라토닌은 기억력 형성에 어떤 역할을 하나요?


기억이 어떻게 형성되는지는 한 세기가 넘도록 연구자들을 당혹스럽게 해온 수수께끼였으며, 기억을 뒷받침하는 생물학적 메커니즘에 대해서는 여전히 많은 의문이 남아 있습니다.

이러한 이해의 격차 때문에 기억력을 개선하기 위해 취할 수 있는 약리학적인 개입은 아직 없습니다.

"현재 기억력 형성을 개선하기 위해 특별히 승인된 약물은 없습니다. 일부 처방약은 알츠하이머병과 같은 질환에서 기억력을 개선하는 데 사용되지만 건강한 성인의 일반적인 기억력 향상에는 권장되지 않습니다."라고 Sleep Advisor의 수석 의료 고문인 Raj Dasgupta 박사는 Medical News Today에 말했습니다.

멜라토닌은 어둠에 반응하여 뇌 중추의 송과선에서 자연적으로 생성되는 호르몬으로, 일주기 시계와 수면을 조절하는 데 도움이 됩니다. 합성 형태는 수면을 유도하는 데 도움이 되는 보충제로 섭취할 수 있습니다.

미국 국립보완통합건강센터에 따르면 시차적응과 불면증 증상을 치료하는 데 도움이 되는 멜라토닌의 역할이 연구의 초점이 되고 있습니다.

수면은 한 세기 이상 기억력 향상과 연관되어 왔으며, 수면 중 뇌 상태가 기억력 강화에 최적화되어 있는 것으로 알려져 있지만, 이러한 연관성의 정확한 메커니즘은 명확하지 않습니다.

멜라토닌과 그 유도체가 기억력에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해 연구자들은 생쥐를 대상으로 실험을 진행했으며, 그 결과 이 호르몬이 단백질 인산화를 조절하여 장기 기억력을 촉진하는 것을 확인했습니다.

연구 결과는 뉴로리포트에 게재되었습니다.

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멜라토닌은 어떻게 기억력을 개선하나요?

멜라토닌과 생쥐의 기억력 향상 사이의 근본적인 메커니즘이 멜라토닌 수용체의 활성화 때문인지 아니면 기억 형성에 관여하는 다른 단백질의 인산화 때문인지 확인하기 위해 일본 도쿄의 소피아 대학교 연구진은 수컷 생쥐를 대상으로 일련의 실험을 수행했습니다.

연구진은 암컷 쥐의 생식 주기가 실험 결과에 영향을 미칠 수 있다는 우려 때문에 실험에 암컷 쥐를 사용하지 않기로 결정했습니다.

먼저 생쥐에게 12시간 동안 빛과 어둠이 반복되는 환경에 노출된 상태에서 이전에 본 적이 없는 세라믹 물체를 찾도록 훈련시켰습니다.

이 실험은 새로운 물체 인식 과제(NORT)를 사용하여 생쥐의 장기 기억 형성을 측정하기 위해 설계되었습니다.

실험용 쥐는 3일 동안 실험장에 익숙해졌습니다. 넷째 날에는 훈련 단계로 두 개의 물체를 도입했습니다. 24시간 후, 익숙한 물체 하나를 새로운 물체로 교체하여 테스트 단계를 진행했습니다. 연구진은 물체 인식 기억의 지표가 되는 물체 탐색 시간을 기록했습니다.

초기 기억력 테스트 후, 쥐에게 멜라토닌 수용체에 결합하는 약물인 멜라토닌, 멜라토닌의 대사 산물인 라멜테온, 멜라토닌의 대사 산물인 AMK 또는 대조군 치료제를 투여하고 하루 후에 이러한 치료가 기억력에 미치는 효과를 평가했습니다.

연구진은 멜라토닌, AMK, 라멜테온을 투여한 쥐가 대조군에 비해 새로운 물체를 인식하는 능력이 향상되었음을 발견했습니다.

그런 다음 연구진은 쥐를 안락사시키고 쥐의 뇌를 샘플링하여 기억 형성과 관련된 뇌 부위인 해마 및 주변 피질에서 기억 형성과 관련된 단백질의 인산화를 조사했습니다.

인산화는 단백질에 화학기가 추가되는 것으로, 생화학 반응에서 단백질의 활성 수준에 영향을 미칩니다. 연구팀은 AMK와 라멜테온이 존재할 때 기억 관련 단백질의 인산화가 증가한다는 사실을 발견했습니다.

이러한 연구 결과는 멜라토닌이 기억 관련 단백질의 인산화 수준을 조절하여 장기적인 사물 인식 기억 형성을 촉진하는 데 관여한다는 것을 시사합니다.

이러한 단백질은 수용체 결합과 관련된 기억 형성 경로와 수용체 결합과 관련이 없는 경로에 관여합니다.

수면이 기억에 중요한 이유

정신과 및 수면의학 전문의 자격증을 두 번이나 취득하고 멘로 파크 정신과 및 수면 의학의 설립자이자 이번 연구에 참여하지 않은 알렉스 디미트리우 박사는 기억력 형성에 있어 수면의 중요성에 대해 MNT에 설명했습니다.

"수면은 기억의 성배이며 제가 환자들과 함께 하는 많은 작업의 배경이 됩니다."라고 그는 언급했습니다.

"기억은 여러 단계에 걸쳐 인간에게 형성됩니다. 첫 번째 단계는 주의를 기울이는 과정인 등록입니다. 그 다음에는 기억이 단기 기억에 저장되고, 나중에 반복, 중요성, 특히 수면을 통해 기억이 장기 저장으로 전환됩니다. 서파 수면(깊은 수면) 중 밤의 전반부에 많은 장기 기억 형성이 일어납니다." - 알렉스 디미트리우

수면과 멜라토닌의 연관성으로 인해 기억 생성에서 멜라토닌의 역할에 대한 연구가 진행되어 왔습니다. 뇌의 멜라토닌 수용체 활성화가 기억력 향상에 영향을 미치는지, 아니면 다른 메커니즘에 의한 것인지는 아직 명확하지 않습니다.

이전에 멜라토닌이 설치류의 다양한 유형의 기억력을 향상시키는지에 대한 연구가 있었습니다.

연구에 참여하지 않은 다스굽타 박사는 "2021년에 발표된 신뢰할 수 있는 출처의 한 연구에 따르면 멜라토닌이 알츠하이머병 마우스 모델에서 단기 공간 기억력을 개선하는 것으로 나타났습니다."라고 말했습니다.

"2022년에 발표된 또 다른 연구에서는 멜라토닌이 쥐의 공간 학습과 기억력 손상을 개선한다는 사실을 발견했습니다. 이러한 연구는 멜라토닌이 알츠하이머병과 같은 기억력 문제에 대한 잠재적 치료제가 될 수 있음을 시사합니다."라고 그는 MNT에 말했습니다.

사람을 대상으로 한 연구는 아직 수행되지 않았습니다.

이 연구는 생쥐를 대상으로 진행되었으며, 그 결과가 사람에게도 적용될 수 있는지는 불분명합니다. 그러나 인간을 대상으로 한 추가 테스트를 통해 연구의 적용 가능성을 명확히 할 수 있습니다.

이번 연구에 참여하지 않았지만 캘리포니아주 산타모니카에 위치한 프로비던스 세인트 존스 헬스 센터의 신경과 전문의 클리포드 세길 박사는 MNT와의 인터뷰에서 "동물의 기억력을 개선하는 방법에 대한 연구를 진행한 후 인간을 대상으로 유사한 테스트를 반복하는 것은 좋은 생각"이라고 말했습니다.

"동물이 더 나은 장기 기억을 형성하는 데 도움이 될 가능성이 있고 동물에게 투여되는 물질이 건강 부작용이 없다면 이러한 연구를 인간에게도 반복해야 합니다. 멜라토닌이 기억력에 도움이 되는지 알아보기 위해 사람들을 대상으로 실험해 보는 것도 흥미로울 것 같습니다."라고 그는 말했습니다.